机械臂控制方法、控制设备和机器人技术

本申请提供的机械臂控制方法、控制设备和机器人，涉及控制技术领域。在本申请中，首先，基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制，其中，比例积分微分算法中的积分值为固定值，且用于对机械臂的重力和该机械臂驱动的负载的重力进行补偿；其次，判断机械臂向目标位置运动的动作是否出现异常；然后，若机械臂的动作出现异常，则基于该机械臂当前的异常位置和第一位置指令生成第二位置指令。通过上述方法，可以改善现有的机械臂控制技术中存在的控制效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
机械臂控制方法、控制设备和机器人
本申请涉及控制
，具体而言，涉及一种机械臂控制方法、控制设备和机器人。
技术介绍
随着控制技术的不断发展，其应用范围也越来越广。例如，为了提高生活的便利性或生产的高效性，基于控制技术的机器人得到了广泛的应用。其中，机器人一般包括用于执行任务的机械臂和对该机械臂进行控制的控制设备。经专利技术人研究发现，控制设备在采用现有的控制技术对机械臂进行控制时，存在着控制效果差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种机械臂控制方法、控制设备和机器人，以改善现有的机械臂控制技术中存在的控制效果差的问题。为实现上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：一种机械臂控制方法，包括：基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制，其中，所述比例积分微分算法中的积分值为固定值，且用于对所述机械臂的重力和该机械臂驱动的负载的重力进行补偿；判断所述机械臂向所述目标位置运动的动作是否出现异常；若所述机械臂的动作出现异常，则基于该机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令生成第二位置指令。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述判断所述机械臂向所述目标位置运动的动作是否出现异常的步骤，包括：判断所述机械臂是否运动至所述目标位置；若未运动至所述目标位置，则判定所述机械臂的动作出现异常。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述判断所述机械臂是否运动至所述目标位置的步骤，包括：在所述机械臂的动作停止之后，基于所述机械臂的当前位置生成位置回馈指令；基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令判断所述机械臂是否运动至所述目标位置。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令判断所述机械臂是否运动至所述目标位置的步骤，包括：基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令计算得到位置偏移量；基于所述位置偏移量与预设偏移量的大小判断所述机械臂是否运动至所述目标位置。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述基于该机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令生成第二位置指令的步骤，包括：对得到的位置偏移量进行滤波处理，得到位置修正指令，其中，所述位置偏移量基于所述机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令得到；根据所述位置修正指令和所述第一位置指令生成第二位置指令。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述对得到的位置偏移量进行滤波处理，得到位置修正指令的步骤，包括：基于预设的低频滤波公式对得到的位置偏移量进行低频滤波处理，得到位置修正指令，其中，所述低频滤波公式包括：其中，PA为所述位置修正指令，Pe为所述位置偏移量，S为低频滤波参数，且大于零。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制的步骤，包括：基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和预设的动力学计算模型计算得到驱动指令；基于所述驱动指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述机械臂包括依次连接的固定结构和至少一个运动结构，所述基于该第一位置指令和预设的动力学计算模型计算得到驱动指令的步骤，包括：确定所述固定结构与所述运动结构之间的连接位置关系；基于所述第一位置指令和预设的动力学计算模型，按照所述连接位置关系依次计算出各所述运动结构需要的驱动力矩，并基于该驱动力矩生成驱动指令。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，所述固定结构与所述运动结构通过连接结构连接，且在所述运动结构为多个时，相邻的两个运动结构通过一个连接结构连接，所述基于该驱动力矩生成驱动指令的步骤，包括：基于各所述运动结构需要的驱动力矩，按照所述连接位置关系依次计算出相邻两个运动结构中前一运动结构对后一运动结构的作用力矩；基于所述作用力矩计算出各所述连接结构需要的驱动力矩，并基于该驱动力矩生成驱动指令。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，在所述第二位置指令与所述异常位置满足预设关系时，所述方法还包括：步骤a，基于所述目标位置生成位置校正指令；步骤b，基于所述位置校正指令和所述比例积分微分算法对所述机械臂的动作进行控制。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，还包括：步骤c，判断所述机械臂基于所述位置校正指令向所述目标位置运动的动作是否出现异常；步骤d，若所述机械臂基于所述位置校正指令向所述目标位置运动的动作出现异常，则基于该机械臂当前的异常位置和所述位置校正指令生成新的第二位置指令，并在该新的第二位置指令与所述机械臂当前的异常位置满足预设关系时，再次执行步骤a。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，执行所述步骤a、所述步骤b和所述步骤c的次数为至少一次，直到所述机械臂基于所述位置校正指令向所述目标位置运动的动作未出现异常。在本申请实施例较佳的选择中，在上述机械臂控制方法中，执行所述步骤a、所述步骤b和所述步骤c的次数为至少一次，直到该次数等于预设值，且每一次执行所述步骤c都判定，所述机械臂基于所述位置校正指令向所述目标位置运动的动作出现异常；或者执行所述步骤a、所述步骤b和所述步骤c的次数为至少一次，直到该次数小于预设值，且最后一次执行所述步骤c时，判定所述机械臂基于所述位置校正指令向所述目标位置运动的动作未出现异常。在上述基础上，本申请实施例还提供了一种控制设备，包括存储单元、处理单元和存储于该存储单元并能够在该处理单元上运行的计算机程序，且该计算机程序在所述处理单元上运行时，实现上述的机械臂控制方法。在上述基础上，本申请实施例还提供了一种机器人，包括：机械臂；与所述机械臂连接的动力装置；上述的控制设备，该控制设备与所述动力装置连接，用于通过控制该动力装置的输出，以对所述机械臂的动作进行控制。本申请提供的机械臂控制方法、控制设备和机器人，在基于第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制时，若机械臂的动作出现异常，可以基于第一位置指令和异常位置生成第二位置指令。如此，一方面，由于可以基于第一位置指令和异常位置生成第二位置指令，使得出现异常时当前的位置指令可以得到校正，从而避免当前的位置指令和机械臂的实际位置出现较大误差的问题。另一方面，由于比例积分微分算法中的积分值为固定值，可以用于对机械臂的重力和该机械臂驱动的负载的重力进行补偿，使得机械臂可以在向目标位置运动的过程中，跟随负载的飘动而飘动，从而改善现有的机械臂控制技术中存在的控制效果差的问题，进而避免由于控制效果差而导致机械臂的动力装置容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：/n基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制，其中，所述比例积分微分算法中的积分值为固定值，且用于对所述机械臂的重力和该机械臂驱动的负载的重力进行补偿；/n判断所述机械臂向所述目标位置运动的动作是否出现异常；/n若所述机械臂的动作出现异常，则基于该机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令生成第二位置指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：
基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制，其中，所述比例积分微分算法中的积分值为固定值，且用于对所述机械臂的重力和该机械臂驱动的负载的重力进行补偿；
判断所述机械臂向所述目标位置运动的动作是否出现异常；
若所述机械臂的动作出现异常，则基于该机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令生成第二位置指令。


2.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述判断所述机械臂向所述目标位置运动的动作是否出现异常的步骤，包括：
判断所述机械臂是否运动至所述目标位置；
若未运动至所述目标位置，则判定所述机械臂的动作出现异常。


3.根据权利要求2所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述判断所述机械臂是否运动至所述目标位置的步骤，包括：
在所述机械臂的动作停止之后，基于所述机械臂的当前位置生成位置回馈指令；
基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令判断所述机械臂是否运动至所述目标位置。


4.根据权利要求3所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令判断所述机械臂是否运动至所述目标位置的步骤，包括：
基于所述位置回馈指令和所述第一位置指令计算得到位置偏移量；
基于所述位置偏移量与预设偏移量的大小判断所述机械臂是否运动至所述目标位置。


5.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于该机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令生成第二位置指令的步骤，包括：
对得到的位置偏移量进行滤波处理，得到位置修正指令，其中，所述位置偏移量基于所述机械臂当前的异常位置和所述第一位置指令得到；
根据所述位置修正指令和所述第一位置指令生成第二位置指令。


6.根据权利要求5所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述对得到的位置偏移量进行滤波处理，得到位置修正指令的步骤，包括：
基于预设的低频滤波公式对得到的位置偏移量进行低频滤波处理，得到位置修正指令，其中，所述低频滤波公式包括：



其中，PA为所述位置修正指令，Pe为所述位置偏移量，S为低频滤波参数，且大于零。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制的步骤，包括：
基于目标位置生成第一位置指令，并基于该第一位置指令和预设的动力学计算模型计算得到驱动指令；
基于所述驱动指令和比例积分微分算法对机械臂的动作进行控制。


8.根据权利要求7所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂包括依次连接的固定结构和至少一个运动结构，所述基于该第一位置指令和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙琪，王彬，
申请(专利权)人：东莞市李群自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44